CC BY
96
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
УДК 658.56
Г. С. Гун, Э. М. Голубчик, А. Д. Носов, С. В. Зотов, Е. А. Слабожанкин
ОСВОЕНИЕ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОЙ ПРОВОЛОКИ С БЛЕСТЯЩИМ ПОКРЫТИЕМ
Для повышения конкурентоспособности изготавливаемой продукции и обеспечения сбалансированности интересов потребителей и производителей на рынках сбыта необходимо внедрение новых технологических решений, позволяющих поддерживать высокое качество продукции.
В настоящее время в УК «ММК-МЕТИЗ» на ОАО «Магнитогорский калибровочный завод » ведется освоение новой технологии производства высокоуглеродистой проволоки с блестящим цинковым покрытием на линии, установленной! бель -гийской фирмой «Le Four Industriel Belge» (FIB).
В соответствии с технологическим процессом горячему оцинкованию подвергается проволока с содержанием 0,25-0,8% углерода. Линия имеет ряд технологических особенностей, позволяющих производить проволоку диаметром от 1,4 до 4,5 мм с равномерным блестящим цинковым покрытием с последующей намоткой как на катушки, в том числе разъемные, так и в мотки типа «розетта».
К основным преимуществам технологии изготовления горяч е оцинкованной проволоки с бле -стящим покрытием фирмы «FIB» можно отнести совмещение процессов патенгирования, отжига и оцинкования. За счет этого, с одной стороны, обеспечивается требуемый уровень механических свойств в горячеоцинкованной проволоке, а с другой - существенно повышается качество цинкового покрытия за счет лучшей подготовки поверхности металла и регулируемой величины цинкового покрытия. Проектная мощность линии составляет 14,5 тыс. т оцинкованной проволоки в год.
Технологический процесс на рассматриваемом агрегате состоит из следующих основных операций.
Проволока поступает в печь отжига фирмы «ФИБ» с прямым газовым нагревом импульсными горелками Печь разделена на участки предварительного и основного нагрева, характеризующие -ся различной температурой и атмосферой На участке предварительного нагрева проволока
нагревается посредством прямого контакта с горячими парами, воздействующими на проволоку под углом. Далее на участке основного нагрева проволока разогревается до температуры отжига и остается при такой температуре для получения однородной аустенизации На первом участке (со стороны входа проволоки в печь) для расплавле-ния волочильшй смазки атмосфера поддерживается нейтральной или слабо окислительной. На втором участке атмосфера нейтральная. В зависимости от сортамента печь может быть использована как для аустенизации, так и для отжига.
После аустенизации проволока поступает в свинцовую ванну для закалки.
Далее проволока подвергается солянокислому травлению («Tomado») при температуре до 60°С с последующей промывкой. Для сокраще -ния попаданий кислоты в отсек промывки за секцией с кислотой следует внутренний воздушный обтир с каплеотбойником и вентилятором. После чего осуществляется флюсование и сушка горячим воздухом.
Подготовленная проволока поступает в ванну цинкования. Разогрев цинка до требуемой температуры осуществляется при помощи погружных горелок.
При выходе из цинковой ванны проволока проходит через обтирочное устройство, контролирующее цинковое покрытие, при этом часть проволок проходит через наклонный механиче-ский обтир, а часть подвергается динамическому обтиру азотом (газовый «нож»).
После охлаждения оцинкованная проволока подвергается вощению и далее наматывается в розетты (на катушки).
Скорость обработки проволоки в агрегате ре -гулируется в зависимости от производимой продукции из условия:
при патенгировании
DV = 60;
Освоение новой технологиипроизводствавысокоуглеродистой.
Г.С.Гун, Э.М.Голубчик, АД.Носов и др.н
Таблица 1 Таблица 2
Нормируемое отклонение временного Механические свойства оцинкованной проволоки
сопротивления для оцинкованной проволоки по ГОСТ 7372
Диаметр проволоки, мм Число скручиваний / перегибов для маркировочных групп, Н/мм2, не менее
1370 1470 1570 1670 1770 1860
В 1 В 1 В 1 В 1 В 1 В 1
1,40 24/10 20/9 23/10 18/8 22/9 17/8 21/8 16/7 20/7 15/6 19/6 14/5
2,00 22/9 18/8 21/8 17/7 20/7 16/6 19/6 15/5 18/5 14/4 - -
2,50 19/10 16/8 18/10 15/8 17/8 14/6 16/8 13/6 - - - -
3,00 18/8 14/6 17/7 13/6 16/6 12/5
3,60 14/6 10/5 13/6 9/5 12/5 8/4
4,00 13/5 8/4 9/4 7/3 8/4 6/3
4,50 8/6 7/5 7/6 6/5 6/6 5/5
Номиналь- Допускаемыйразбег временного
ный сопротивления разрыву, %,
диаметр, не более для проволоки марок
мм В 1
+16 +19
1,40-1,60 -0 -0
+15 +17
1,70-1,80 0- -0
1,90 +14 +17
и более -0 -0
при отжиге:
проволока диаметром 1,4—3 мм DV = 80; проволока диаметром 3,0-4,5 мм DV = 70;
при цинковании (без предварительной термооб-работки):
DV=120,
где V - скорость намотки; D - диаметр проволоки.
Исследуемая технология позволяет произ-водить высококачественную горячеоцинкован-ную продукцию как традиционного для ОАО «МКЗ» сортамента (проволоку для нужд ка -бельной промышленности, канатную оцинкованную, термообработанную для увязки целлюлозы), так и нового сортамента (для бронирования электропроводов и кабелей, для бронирования геофизических кабелей, для воз -душных линий связи).
В настоящее время в структуре сортамента линии горячего цинкования фирмы «FIB» наиболь-ший удельный вес имеет стальная канатная проволока, производимая по ГОСТ 7372, проволока стальная оцинкованная для сердечников проводов по ГОСТ 9850, проволока стальная оцинкованная термообработанная для увязки целлюлозы по ТУ 14-4-936-78.
В соответствии с указанными нормативными документами, контролируемыми параметрами оцинкованной проволоки, являются механиче -ские свойства (разбег временного сопротивления разрыву, число скручиваний и перегибов проволоки), а также поверхностная плотность цинка и число погружений. В табл. 1-3 представлены нормируемые величины [1, 2].
Кроме того, указанные ставдарты нормируют и наличие дефектов на поверхности оцинко-ванной проволоки, такие как, например, наплы-вы. Они не должны превышать либо определенного фиксированного значения (ГОСТ 9850), либо предельного отклонения от фактического диаметра проволоки (ТУ 14-4-936-78).
Период освоения агрегата горячего оцинкова-ния проволоки с блестящим покрытием фирмы «FIB» выявил необходимость проведения ком -плексного анализа факторов, определяющих показатели готовой продукции по всему технологиче -скому циклу производства, что позволяет эффективно управлять формированием качественных параметров горячеоцинкованной проволоки.
Используя принцип изменчивости, можно ре -шить проблему сокращения количества дефектной продукции, появление которой неизбежно в период освоения новой технологии в условиях действующего производства [3].
При исследовании технологии изготовления высокоуглеродистой проволоки с блестящим цинковым покрытием на первом этапе методом
Таблица 3
Свойства цинкового покрытия проволоки по ГОСТ 9850
Номиналь- ный диаметр проволоки, мм I группа II ГЭД тпа
Плотность цинка, г/м2, не менее Число одноми- нутных погруже- ний Плотность цинка, г/м2, не менее Число одноми- нутных погруже- ний
1,50 60 1,5 185 3
2,00 7 О 2 215 4
2,50 100 3 230 5
3,05 100 3 245 5
3,60 100 3 260 5
4,50 100 3 275 5
экспертной оценки были выделены группы факторов, оказывающие наиболее существенное влияние на качество готовой оцинкованной проволоки в условиях действующего агрегата. К ним были отнесены:
1) геометрические параметры проволоки (пре-дельные отклонения диаметра проволоки, мм);
2) химический состав (определяется маркой стали);
3) механические свойства проволоки (временное сопротивление разрыву проволоки на входе в агрегат ст„, МПа);
4) технологические параметры изготовления:
- температурный режим (температура в печи отжига, в ваннах травления, флюсования, цинкования (по зонам) Т, °С);
- концентрация растворов в ваннах травления и флюсования;
- скорость движения проволоки через агрегат (определяется диаметром проволоки), м/с;
5) иные факторы (ввд предшествующей об -работки проволоки - отожженная либо патенги-рованная, наличие операции парафинирования, параметры сушки перед намоткой в розетты).
В ходе исследований оценивалось влияние выбранных групп факторов на механические
свойства оцинкованной проволоки на выходе из агрегата, плотность (массу) покрытия, а также на качество цинкового покрытия, определяемое наличием дефектов, таких как неравномерность покрытия по диаметру, наличие непокрытых участков проволоки («непрооцинковка»); низкая химическая стойкость цинкового покрытия; отслаивание (растрескивание) покрытия при навивании на сердечник соответствующего диаметра.
Кроме того, отсутствие практики работы с блестящим цинковым покрытием в условиях завода потребовало в качестве отдельного исследования провести оценку условий блескообразо-вания на цинковом покрытии.
Масса покрытия определялась весовым или объемно-газометрическим методом. Длина об -разцов для определения поверхностной плотности цинка принималась равной для проволоки:
- диаметром от 0,18 до 1,50 - 300 мм;
- диаметром от 1,50 до 3,00 - 100 мм;
- диаметром свыше 3,00 - 50 мм.
Проведенный анализ технологии горячего
оцинкования высокоуглеродистой проволоки на агрегате фирмы «FIB» в условиях УК «ММК-МЕТИЗ » позволил выявить «узкие» с технологической точки зрения места.
Библиографический список
1. ГОСТ 7372. Проволока стальная канатная.
2. ГОСТ 9850. Проволока стальная оцинкованная для сердечников проводов.
3. Адлер Ю.П., ПолховскаяТ.М., Нестеренко П.А. Управление качеством. Ч. 1: Семь простых методов. М.: МИСиС, 1999. 163 с.
УДК 621.778.08:620.17
В. А. Харитонов, С. М. Головизнин
РАСЧЁТ СКОРОСТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ПРОТЯЖКЕ ПРОВОЛОКИ В КЛИНОВИДНОМ ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ
В настоящее время в производстве проволоки прослеживается тенденция к повышению скорости волочения и прокатки. За счёт скорости волочения достигается увеличение производительности волочильных машин, уменьшение за -трат энергии на единицу продукции. При повышении скорости протяжки проволоки возможно появление нежелательных факторов, снижающих эффективность волочильных машин. Это -повышенный износ волочильного инструмента и увеличение степени неоднородности деформации, что сказывается на качестве конечной продукции [1-3]. Эти факторы проявляются при волочении проволоки всех диаметров, но особенно ярко выражены при волочении микропроволоки,
что связано с высокой скоростью на последних переходах при волочении тонкой проволоки.
Целью данной работы является оценка скоростной неоднородности деформации и её зависимости от скорости волочения проволоки.
Для решения этой задачи предлагается следующий подход. Считаем, что продольная скорость металла в очаге деформации одинакова во всём сечении проволоки Пластическую деформацию рассматриваем как пластическую волну, распространяющуюся вглубь проволоки от гра-ниц контакта с волочильным инструментом. В данной работе исследуется возникновение дополните льных поперечных напряжений при уве -личении скорости протяжки проволоки. Поэтому
